ฉันจะป้องกันโหลดดัมพ์ของยานยนต์ได้อย่างไร?

ถ่ายโอนภาระเกิดขึ้นเมื่อโหลดที่กำเนิดจะส่งปัจจุบันคือการเชื่อมต่อทันที ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์สิ่งนี้ใช้กับการตัดการเชื่อมต่อแบตเตอรี่ในขณะที่เครื่องชาร์จกำลังทำงานด้วยกระแสสลับ เห็นได้ชัดว่ามันเป็นอย่างดีที่อธิบายไว้ในนี้ $ 65 เอกสาร SAE ; วิกิพีเดียอ้างว่ามันสามารถที่จะ"สูงที่สุดเท่าที่ 120 V และอาจใช้เวลาถึง 400 มิลลิวินาทีสลาย" เอกสารนี้อ้างว่าการถ่ายโอนข้อมูลระบบ 12V สามารถสูงได้ถึง 87V และ 400ms ยาว:

       12V system      24V system
Us     65V to 87V      123V to 174V     // maximum voltage
Ri     0.5Ω to 4Ω      1Ω to 8Ω         // source resistance
td     40ms to 400ms   100ms to 350ms   // pulse length
tr     10ms??          5ms??            // rise time

เอกสารที่เชื่อมโยงล่าสุดยังมีตารางที่แสดงรายการการดูดซับพลังงานของ TVS (Transient Voltage Suppressor) ดังนี้

ตารางที่ 2 - ดูดพลังงาน [J] (V _clamp = 45V)

td [ms]   source resistance [Ω]
     0.5    1     1.5   2     2.5   3     3.5   4
 50  18.57  9.62  6.26  4.50  3.41  2.68  2.17  1.80
100  37.15  19.23 12.51 8.99  6.83  5.36  4.34  3.59
150  55.72  28.85 18.77 13.49 10.24 8.04  6.51  5.39
200  74.30  38.46 25.02 17.98 13.65 10.72 8.68  7.18
250  92.87  48.08 31.28 22.48 17.07 13.40 10.85 8.98
300  111.44 57.69 37.53 26.98 20.48 16.08 13.02 10.77
350  130.02 67.31 43.79 31.47 23.89 18.76 15.19 12.57
400  148.59 76.92 50.05 35.97 27.31 21.44 17.37 14.3

ตอนนี้ฉันต้องการหนีบต่ำกว่า 45V (พูด 20V) และต้องการคำนวณค่าเหล่านี้ใหม่ ผู้เขียนเขียน:

• คำนวณโดยใช้วิธีที่กำหนดในภาคผนวก E.1.1 (e) โดยที่ R _i = R _L (สำหรับการถ่ายโอนกำลังไฟสูงสุด)

นี่แสดงให้เห็นสูตร:

W _e = (U _s ) ^{2 _x} t _d / R _i / 4.6

... และอัปเดตตารางดังนี้:

พลังงาน [J] ถูกดูดซับ (V _clamp = 20V)

td [ms]   source resistance [Ω]
     0.5    1      1.5    2      2.5    3      3.5    4
 50  97.59  48.79  32.53  24.40  19.52  16.26  13.94  12.20
100  195.17 97.59  65.06  48.79  39.03  32.53  27.88  24.40
150  292.76 146.38 97.59  73.19  58.55  48.79  41.82  36.60
200  390.35 195.17 130.12 97.59  78.07  65.06  55.76  48.79
250  487.93 243.97 162.64 121.98 97.59  81.32  69.70  60.99
300  585.52 292.76 195.17 146.38 117.10 97.59  83.65  73.19
350  683.11 341.55 227.70 170.78 136.62 113.85 97.59  85.39
400  780.70 390.35 260.23 195.17 156.14 130.12 111.53 97.59

สิ่งนี้ให้ค่าสูงสุด 781J ฉันทำสิ่งนี้ถูกต้องหรือไม่ ระบบ TVS ของฉันต้องดูดซับได้ถึง ~ 800J ผ่านไปเกือบ 30A? ดูเหมือนว่าจะมีจำนวนมากถึงแม้ว่ามันจะเป็นแบตเตอรี่รถบรรทุกกึ่งพ่วงขนานได้สูงสุด 6 คัน (แต่ละอันมีค่าประมาณ 100AH) นอกเหนือไปจากกระแสสลับ 130A + (ความต้านทานแหล่งจ่ายอาจต่ำกว่า0.5Ωหรือไม่) การรวมกันขององค์ประกอบ TVS สามารถส่งผ่าน 800J ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ละเมิดแรงดันในการจับยึดมากและอะไรทำให้มีประสิทธิภาพมากกว่าโซลูชันอื่น ๆ

_{ฉันกำลังปกป้องวงจรดิจิตอลและอนาล็อกแรงดันต่ำซึ่งมีการกรองพลังงานของตัวเองเช่นกัน}

ฉันไม่สามารถพูดกับ SAE J1113 ได้ แต่สำหรับ SAE J1455 (รถบรรทุกหนัก 12-V ซึ่งควรโหลดมากขึ้น) โหลดดัมพ์ถูกกำหนดเป็นยอด 100 V ด้วยเวลาตกประมาณ 0.6 วินาทีและความต้านทาน ~ 0.6, ซึ่งเป็นความเจ็บปวดที่จะมีชีวิตอยู่ผ่าน

ทั้งสองวิธีในวงกว้างเพื่อความอยู่รอดมีทั้ง

• ตัดการเชื่อมต่อตัวเองและปล่อยให้มันผ่าน:

ซึ่งมักจะเป็นที่นิยมและราคาถูกกว่า โหลดทิ้งอยู่ในระดับของความผิดพลาดที่อุปกรณ์จำนวนมากไม่คาดว่าจะใช้งานในช่วง (ต่างจาก transitance อุปนัยคู่) ดังนั้นหากคุณเป็นอุปกรณ์สำคัญ (ABS, ECU) คุณจะได้รับอนุญาตให้ปิดและรีเซ็ตเมื่อคุณเห็น โหลดดัมพ์

การพูดอย่างกว้าง ๆ ในการทำเช่นนี้คุณอาจมีไดโอดซีเนอร์ในอินพุตของคุณซึ่งเมื่อมันพังลงมาและเริ่มดำเนินการสลับทรานซิสเตอร์ผ่านเพื่อปลดตัวเองโดยสิ้นเชิง เห็นได้ชัดว่าทรานซิสเตอร์แบบพาสของคุณจะมีระดับแรงดันไฟฟ้าดังนั้นการเลือก TVS ก็ยังต้องการ (ดูต่อไปนี้) แต่มันไม่จำเป็นต้องหนีบที่ใดก็ได้ใกล้กับแรงดันพลังงานและพลังงาน

• ยึดสิ่งทั้งหมด

นี่อาจเป็นไปได้ด้วย TVS ตามที่คุณพูดถึงแล้วมันขึ้นอยู่กับว่าคุณต้องการบีบอัดมันยากแค่ไหน หากคุณพอใจกับ 75 V ที่ผ่านมาฉันคิดว่าฉันเคยเห็น SMC ใช้แล้ว 500 W หากคุณต้องการมันแทบจะไม่มีอะไรเกิดขึ้นคุณสามารถทำตามที่ฉันเคยเห็นและใช้ (2) 5 kW 5KP22CA TVS พร้อมกัน พวกเขาเพียงอย่างเดียวสามารถยึดดัมพ์ภาระทั้งหมดได้เอง ฉันได้ทดสอบคู่ที่รอดชีวิตมาได้ (5) 100 V ติดต่อกันประมาณ 10 วินาทีห่างกัน

คณิตศาสตร์ที่อยู่ด้านหลังค่อนข้างจะเป็นอันตรายกับฉันเนื่องจากตัวเลขที่ให้ไว้ในเอกสารข้อมูลไม่ได้ดูเหมือนว่าพวกเขามีความหมายสำหรับการชั่วคราวที่ช้ากว่า 60 เฮิร์ตซ์ การจัดอันดับ 5 กิโลวัตต์สำหรับพัลส์ 1 มิลลิวินาทีซึ่งเห็นได้ชัดเพียง 5 เจ

พลังงานสูงสุดที่มันสลายตัวจะเกิด(100 V - 24 V)/0.4 ohms * 24 V = 4560 Wขึ้น แต่สิ่งนี้จะสลายตัวแบบเอกซ์โปเนนเชียลโดยไม่มีค่าใด ๆ ด้วยค่า tc ประมาณ 300 มิลลิวินาที ถ้าเราเพียงเรียกว่าสามเหลี่ยม (อนุรักษ์นิยมมาก) 0.5 * 4560 W * 0.3 s = 684 Jก็ หากเราคาดการณ์เส้นโค้งเรตติ้งรูปที่ 1 บนแผ่นข้อมูล 5KP แสดงว่าพัลส์ 100 ms สามารถมีกำลังไฟสูงสุด 1000 W หรือพลังงานทั้งหมด 100 J และพลังงานมากขึ้นถ้าเราละเลงออกไปอีก อีกครั้งในสวนบอลกับพวกเขา 2 คนในแบบคู่ขนานและการทดสอบดูเหมือนจะเบื่อมัน

Littelfuse แผ่นข้อมูล TVS 5KP-series รูปที่ 1

หากคุณต้องการสิ่งที่ดีกว่าฉันจะได้สมการสำหรับเส้นโค้งและให้เส้นกำกับที่การกระจายของสถานะคงที่สูงสุด (8 W ... แม้ว่ามันอาจจะไม่สร้างความแตกต่าง) จากนั้นก็ทำการรวมกับสิ่งนั้น เหนือพัลส์ของคุณเพื่อดูว่าคุณใช้เรตติ้งเท่าใด: P

นี่คือวิธีที่คุณสามารถป้องกันโหลดดัมพ์ของยานยนต์

https://www.analog.com/en/products/lt4356-1.html